Η εντύπωση του καλλιτέχνη για την έκρηξη του RS Ophiuchi. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Οι αστρονόμοι παρατήρησαν πρόσφατα ότι το κανονικά αμυδρό αστέρι RS Ophiuchi είχε αρκετά φωτεινό ώστε να είναι ορατό χωρίς τηλεσκόπιο. Αυτό το λευκό αστέρι νάνος έχει λάμψει έτσι 5 φορές τα τελευταία 100 χρόνια και οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι πρόκειται να καταρρεύσει σε ένα αστέρι νετρονίων. Το RS Ophiuchi βρίσκεται σε ένα δυαδικό σύστημα με ένα πολύ μεγαλύτερο κόκκινο γίγαντα αστέρι. Τα δύο αστέρια είναι τόσο κοντά που ο λευκός νάνος είναι στην πραγματικότητα μέσα στο φάκελο του κόκκινου γίγαντα και εκρήγνυται από μέσα του κάθε 20 χρόνια περίπου.
Στις 12 Φεβρουαρίου 2006, ερασιτέχνες αστρονόμοι ανέφεραν ότι ένα αχνό αστέρι στον αστερισμό του Οφιούχου έγινε ξαφνικά ορατό στον νυχτερινό ουρανό χωρίς τη βοήθεια ενός τηλεσκοπίου. Τα αρχεία δείχνουν ότι αυτή η λεγόμενη επαναλαμβανόμενη nova, RS Ophiuchi (RS Oph), έχει φτάσει στο παρελθόν σε αυτό το επίπεδο φωτεινότητας πέντε φορές τα τελευταία 108 χρόνια, πιο πρόσφατα το 1985. Η τελευταία έκρηξη έχει παρατηρηθεί με πρωτοφανή λεπτομέρεια από μια ομάδα διαστημικά και επίγεια τηλεσκόπια.
Μιλώντας σήμερα (Παρασκευή) στην Εθνική Συνάντηση Αστρονομίας της RAS στο Λέστερ, ο καθηγητής Mike Bode του Πανεπιστημίου του Λίβερπουλ John Moores και ο Δρ Tim O'Brien του Jodrell Bank Observatory θα παρουσιάσουν τα πιο πρόσφατα αποτελέσματα που ρίχνουν νέο φως στο τι συμβαίνει όταν εκρήγνυνται τα αστέρια.
Το RS Oph απέχει λίγο περισσότερο από 5.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Αποτελείται από ένα λευκό νάνο αστέρι (τον υπερ-πυκνό πυρήνα ενός άστρου, περίπου του μεγέθους της Γης, που έχει φτάσει στο τέλος της κύριας φάσης εξέλιξης καύσης υδρογόνου και ρίχνει τα εξωτερικά του στρώματα) σε στενή τροχιά με πολύ μεγαλύτερο κόκκινο γιγαντιαίο αστέρι.
Τα δύο αστέρια είναι τόσο κοντά μεταξύ τους ώστε το πλούσιο σε υδρογόνο αέριο από τα εξωτερικά στρώματα του κόκκινου γίγαντα τραβιέται συνεχώς στον νάνο από την υψηλή βαρύτητά του. Μετά από περίπου 20 χρόνια, αρκετό αέριο έχει συγκεντρωθεί ώστε να εμφανιστεί μια διαφυγή θερμοπυρηνική έκρηξη στην επιφάνεια του λευκού νάνου. Σε λιγότερο από μια ημέρα, η ενεργειακή του παραγωγή αυξάνεται σε πάνω από 100.000 φορές εκείνη του Ήλιου, και το συγκεντρωμένο αέριο (αρκετές φορές η μάζα της Γης) εκτοξεύεται στο διάστημα με ταχύτητες αρκετών χιλιάδων χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο.
Πέντε εκρήξεις όπως αυτή ανά αιώνα μπορούν να εξηγηθούν μόνο εάν ο λευκός νάνος πλησιάζει τη μέγιστη μάζα που θα μπορούσε να είχε χωρίς να καταρρεύσει για να γίνει ένα ακόμη πυκνότερο αστέρι νετρονίων.
Αυτό που είναι επίσης πολύ ασυνήθιστο στο RS Oph είναι ότι ο κόκκινος γίγαντας χάνει τεράστιες ποσότητες αερίου σε έναν άνεμο που περιβάλλει ολόκληρο το σύστημα. Ως αποτέλεσμα, η έκρηξη στον άσπρο νάνο συμβαίνει «μέσα» στην εκτεταμένη ατμόσφαιρα του συντρόφου του και το εκτοξευόμενο αέριο έπειτα χτυπάει σε αυτό με πολύ υψηλή ταχύτητα.
Μέσα σε λίγες ώρες από την ειδοποίηση της τελευταίας έκρηξης του RS Oph που μεταδόθηκε στη διεθνή αστρονομική κοινότητα, τα τηλεσκόπια τόσο στο έδαφος όσο και στο διάστημα μεταφέρθηκαν σε δράση. Μεταξύ αυτών είναι ο δορυφόρος Swift της NASA που, όπως υποδηλώνει το όνομά του, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντιδρά γρήγορα σε πράγματα που αλλάζουν στον ουρανό. Στο οπλοστάσιο των οργάνων του περιλαμβάνεται ένα τηλεσκόπιο ακτίνων Χ (XRT), το οποίο σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από το Πανεπιστήμιο του Λέστερ.
«Συνειδητοποιήσαμε από τις λίγες μετρήσεις ακτίνων Χ που έγιναν στα τέλη του 1985 ότι ήταν ένα σημαντικό μέρος του φάσματος στο οποίο να παρατηρούμε το RS Oph το συντομότερο δυνατό», δήλωσε ο καθηγητής Mike Bode του Πανεπιστημίου του Λίβερπουλ John Moores, ο οποίος ηγήθηκε του παρατηρώντας εκστρατεία για το ξέσπασμα του 1985 και τώρα ηγείται της ομάδας παρακολούθησης Swift σχετικά με την τρέχουσα έκρηξη.
«Η προσδοκία ήταν ότι θα προκληθούν σοκ τόσο στο εξερχόμενο υλικό όσο και στον άνεμο του κόκκινου γίγαντα, με θερμοκρασίες αρχικά έως περίπου 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου - σχεδόν 10 φορές εκείνες στον πυρήνα του Ήλιου. Δεν έχουμε απογοητευτεί! "
Οι πρώτες παρατηρήσεις του Swift, μόλις τρεις ημέρες μετά την έναρξη της έκρηξης, αποκάλυψαν μια πολύ φωτεινή πηγή ακτίνων Χ. Τις πρώτες εβδομάδες, έγινε ακόμη πιο φωτεινό και στη συνέχεια άρχισε να εξασθενίζει, με το φάσμα να υποδηλώνει ότι το αέριο κρυώνει, αν και εξακολουθεί να βρίσκεται σε θερμοκρασία δεκάδων εκατομμυρίων βαθμών. Αυτό ήταν ακριβώς αυτό που αναμενόταν καθώς το σοκ ώθησε στον άνεμο του κόκκινου γίγαντα και επιβραδύνθηκε. Τότε συνέβη κάτι αξιοσημείωτο και απροσδόκητο στην εκπομπή ακτίνων Χ.
«Περίπου ένα μήνα μετά την έκρηξη, η φωτεινότητα των ακτίνων X του RS Oph αυξήθηκε πολύ δραματικά», εξήγησε ο Δρ Julian Osborne του Πανεπιστημίου του Λέστερ. «Αυτό πιθανότατα επειδή ο καυτός λευκός νάνος, ο οποίος καίει ακόμα πυρηνικά καύσιμα, έγινε τότε ορατός μέσω του ανέμου του κόκκινου γίγαντα.
«Αυτή η νέα ροή ακτίνων Χ ήταν εξαιρετικά μεταβλητή και μπορέσαμε να δούμε παλμούς που επαναλαμβάνονται κάθε 35 δευτερόλεπτα περίπου. Παρόλο που είναι πολύ νωρίς, και εξακολουθούν να λαμβάνονται δεδομένα, μία πιθανότητα για τη μεταβλητότητα είναι ότι αυτό οφείλεται στην αστάθεια του ρυθμού πυρηνικής καύσης στον άσπρο νάνο. "
Εν τω μεταξύ, τα παρατηρητήρια που εργάζονται σε άλλα μήκη κύματος άλλαξαν τα προγράμματά τους για να παρακολουθήσουν το συμβάν. Ο Δρ Tim O'Brien από το Παρατηρητήριο Jodrell Bank, ο οποίος έκανε τη διδακτορική του διατριβή για την έκρηξη του 1985, και ο Δρ Stewart Eyres του Πανεπιστημίου του Central Lancashire, ηγείται της ομάδας που εξασφαλίζει τις πιο λεπτομερείς ραδιοφωνικές παρατηρήσεις μέχρι σήμερα Εκδήλωση.
«Το 1985, δεν μπορέσαμε να αρχίσουμε να παρατηρούμε το RS Oph μέχρι σχεδόν τρεις εβδομάδες μετά την έκρηξη, και στη συνέχεια με εγκαταστάσεις που ήταν πολύ λιγότερο ικανές από αυτές που έχουμε στη διάθεσή μας σήμερα», δήλωσε ο Δρ O'Brien.
«Τόσο το ραδιόφωνο όσο και οι ακτινογραφικές παρατηρήσεις από την τελευταία έκρηξη μας έδωσαν συναρπαστικές ματιές για το τι συνέβαινε καθώς εξελίχθηκε η έκρηξη. Επιπλέον, αυτή τη φορά, έχουμε αναπτύξει πολύ πιο προηγμένα μοντέλα υπολογιστών. Ο συνδυασμός των δύο τώρα θα οδηγήσει αναμφίβολα σε μεγαλύτερη κατανόηση των περιστάσεων και των συνεπειών της έκρηξης.
«Το 2006, οι πρώτες παρατηρήσεις μας με το σύστημα MERLIN του Ηνωμένου Βασιλείου έγιναν μόνο τέσσερις ημέρες μετά την έκρηξη και έδειξαν ότι οι εκπομπές ραδιοφώνου ήταν πολύ πιο φωτεινές από το αναμενόμενο», πρόσθεσε ο Δρ Eyres. «Από τότε έχει λαμπρύνει, ξεθωριάσει και μετά φωτιστεί ξανά. Με τα ραδιοτηλεσκόπια στην Ευρώπη, τη Βόρεια Αμερική και την Ασία να παρακολουθούν πολύ προσεκτικά την εκδήλωση, αυτή είναι η καλύτερη μας ευκαιρία να κατανοήσουμε τι πραγματικά συμβαίνει ».
Οπτικές παρατηρήσεις λαμβάνονται επίσης από πολλά παρατηρητήρια σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένου του ρομποτικού Τηλεσκοπίου του Λίβερπουλ στη Λα Πάλμα. Διεξάγονται επίσης παρατηρήσεις στα μεγαλύτερα μήκη κύματος του υπέρυθρου μέρους του φάσματος.
«Για πρώτη φορά είμαστε σε θέση να δούμε τα αποτελέσματα της έκρηξης και των συνεπειών της σε μήκη κύματος υπέρυθρων από το διάστημα, με το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA», δήλωσε ο καθηγητής Nye Evans του Πανεπιστημίου Keele, ο οποίος είναι επικεφαλής της ομάδας παρακολούθησης υπέρυθρων.
«Εν τω μεταξύ, οι παρατηρήσεις που έχουμε ήδη από το έδαφος, από το υπέρυθρο τηλεσκόπιο του Ηνωμένου Βασιλείου στη σύνοδο κορυφής της Mauna Kea στη Χαβάη, έχουν ήδη ξεπεράσει πολύ τα δεδομένα που είχαμε κατά τη διάρκεια της έκρηξης του 1985.
«Ο σοκαρισμένος κόκκινος γιγάντιος άνεμος και το υλικό που εκτοξεύεται στην έκρηξη προκαλούν εκπομπή όχι μόνο σε μήκη κύματος ακτίνων Χ, οπτικού και ραδιοφώνου, αλλά και στην υπέρυθρη ακτινοβολία, μέσω στεφανιαίων γραμμών (οι λεγόμενες επειδή είναι εμφανείς στον Ήλιο) καυτή κορώνα). Αυτά θα είναι κρίσιμα για τον προσδιορισμό της αφθονίας των στοιχείων στο υλικό που εκτοξεύεται κατά την έκρηξη και για την επιβεβαίωση της θερμοκρασίας του θερμού αερίου. "
26 Φεβρουαρίου 2006 ήταν το αποκορύφωμα της εκστρατείας παρατήρησης. Σε αυτό που πρέπει σίγουρα να είναι ένα μοναδικό γεγονός, τέσσερις διαστημικοί δορυφόροι, καθώς και ραδιοφωνικά παρατηρητήρια σε όλο τον κόσμο, παρατήρησαν το RS Oph την ίδια ημέρα.
«Αυτό το αστέρι δεν θα μπορούσε να εκραγεί σε καλύτερη στιγμή για διεθνείς μελέτες εδάφους και διαστήματος ενός γεγονότος που αλλάζει κάθε φορά που το βλέπουμε», δήλωσε ο καθηγητής Sumner Starrfield του κρατικού πανεπιστημίου της Αριζόνα, ο οποίος ηγείται της αμερικανικής πλευράς της συνεργασίας . «Είμαστε όλοι πολύ ενθουσιασμένοι και ανταλλάσσουμε πολλά email κάθε μέρα προσπαθώντας να καταλάβουμε τι συμβαίνει εκείνη την ημέρα και στη συνέχεια να προβλέψουμε τη συμπεριφορά την επόμενη».
Αυτό που είναι προφανές είναι ότι το RS Oph συμπεριφέρεται σαν ένα υπόλειμμα σουπερνόβα τύπου "Type II". Οι σουπερνόβα τύπου II αντιπροσωπεύουν τον καταστροφικό θάνατο ενός αστεριού τουλάχιστον 8 φορές τη μάζα του Ήλιου. Εκτοξεύουν επίσης πολύ υψηλής ταχύτητας υλικό που αλληλεπιδρά με το περιβάλλον τους. Ωστόσο, η πλήρης εξέλιξη ενός υπολείμματος σουπερνόβα διαρκεί δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Στο RS Oph, αυτή η εξέλιξη συμβαίνει κυριολεκτικά μπροστά στα μάτια μας, περίπου 100.000 φορές πιο γρήγορα.
«Στο ξέσπασμα του RS Oph το 2006, έχουμε μια μοναδική ευκαιρία να κατανοήσουμε πολύ πληρέστερα πράγματα όπως οι διαφυγές θερμοπυρηνικές εκρήξεις και τα τελικά σημεία της εξέλιξης των άστρων», δήλωσε ο καθηγητής Bode.
«Με τα εργαλεία παρατήρησης που έχουμε τώρα στη διάθεσή μας, οι προσπάθειές μας πριν από 21 χρόνια φαίνονται μάλλον πρωτόγονες συγκριτικά.»
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων RAS
